DE1763351A1 - Resonanzmotor - Google Patents
ResonanzmotorInfo
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- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
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- G04C3/08—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means wherein movement is regulated by a mechanical oscillator other than a pendulum or balance, e.g. by a tuning fork, e.g. electrostatically
- G04C3/10—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means wherein movement is regulated by a mechanical oscillator other than a pendulum or balance, e.g. by a tuning fork, e.g. electrostatically driven by electromagnetic means
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Description
Die .ärfindung betrifft Resonanritiiotoren mit einem Resonator 'md einem daran ^r! ge ordne tenklinken-Sch-iltrad-Cretriebe aur
■Ji:./j and lung von Schwingungsbewegungen in .gleichgerichtete -Dr.eh.be-
\i-&'*\u\<-']eii. Insbesondere betrifft die .Erfindung elHxtruiueehariische
Äeäün-inaiiiotorexi dieüer Art, die.Iu- e Lektriöcheri-Armbanduhren Anwendung
finden können.
lieponanziUotoreri mit einem .Resonator, der mindestens
einen oaf'Biegung,elastischen, einseitig gehaltenen Schwingarm
und-ein .am freien 5!nde des; Schwingarms gehaltenes Massensystem
"aufweisen, das in erregtem Zustand des Resonators mindestens angenähert Drehschwingungen um eine virtuelle Schwingachse ausführt,
sind bereits bekannt geworden, -din derartiger Resonanzmotor (USA-
-tatentschriCt % 750 730), bei den: das Massensystem im wesentlichen eine Macsenverteilurig im Raum aufweist, die mindestens zwei
äussere Schwerpunkte mit etwa gleichen Schwungmamenten gegenüber
der Schwingachse definiert, und eieren Gesamtsehwerpunkt etwa auf
der Schwingachse liegt, enthält ein in der Uhrentechnik wohlbekanntes Anker-Ankerrad-Getriebe zur Umwandlung von Schwingungsbewegungen
in gleichgerichtete Drehbewegungen. Für: die richtige
Funktion einen derartigen Getriebes ist Voraussetzufig^^dass sich
die virtuelle Schwingachse nicht etwa durch eine überlagerte
Schwingung, verschiebt,, und dass die Drehachse des Ankers genau
mit der virtuellen Schwingachse zusammenfällt. Diese Bedingungen sind in der Praxis nur dadurch erfüllbar, das an dem Massensys-.
tem Zapfen und Lager angeordnet sind, die eine bestimmte Stellung der virtuellen: Schwingachse und der Drehachse, des, Ankers gegenüber
dem Ankerrad erzwingen. Insbesondere bei* Stössen wird demnach
die virtuelle Schwingachse in den Zapfen und Lagern reell
und die freie Bewegung des Resonators durch mechanische Reibung und Schlag gehemmt. .
ßin anderer bekannter Resonator dieser Art (japanische
Patentschrift 39-1746), bei dem das Massensystem ebenfalls im wesentlichen eine Maüaenverteilung im Raum aufweist, die mindestens
zwei äusaere Schwerpunkte mit etwa gleichen Schwungmo-. ment en. gegenüber der Schwingachse definiert, und deren Gresamt-
schwerpunkt etwa auf der Schwingachse liegt, weist ein am Resonator
angeordnetes klinken-cSchaltrad-tfetriebe zur Umwandlung von
Schwingungsbewegungen in gleichgerichtete Drehbewegungen auf. Die Schwingarme dieses Resonanzmotors erstrecken sich etwa parallel
zur Verbindungslinie zwischen den beiden äusseren Schwerpunkten und sind verhältnismässig kurz ausgebildet. Deshalb kann sich die
virtuelle Schwingachse auch bei überlagerten Schwingungen, Stö'ssen
oder anderen .Beschleunigungen nur wenig bewegen. Das Klinken-Schaltrad-G-etriebe
ist bei dem bekannten Resonanzmotor jedoch derart gegenüber den Massensystemen angeordnet, dass gerade bei
starken ütössen sji den gehaltenen Enden der Schwingarme die Antriebsklinken
in atossrichtung unzulässig weit ausgelenkt werden.
Bine unzulässig weite Auslenkung einer Antriebsklinke in ätossrichtung liegt im allgemeinen dann vor, wenn sie die Länge
von zwei oder drei Zähnen am cJchaltrad überschreitet. In diesem
Fall wird das Schaltrad um eine zusätzliche Zahnlänge weiter geschaltet. Diese zusätzliche Weiterschaltung bedingt einen Fehler
in der Zählung und Summierung der Schwingungen des Resonators.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Resonanzmotoren zu beseitigen und
einen Resonanzmotor zu schaffen, der einfach aufgebaut und billig herzustellen ist, ausserdem zuverlässig und störungsfrei arbeitet
und gegen Stösse sowie andere Arten von Beschleunigungen unempfindlich ist. Insbesondere, soll der Resonanzmotor auf dem Gebiet
der Zeitmesstechnik im Fluss nur sehr geringer Energiemengen anwendbar sein.
Die Erfindung geht also von einem Resonanzmotor mit einem Resonator, der mindestens einen auf Biegung elastischen,
einseitig gehaltenen Schwingarm und ein am freien Ende des Schwingarms gehaltenes Massensystem aufweist, das in erregtem Zustand
Resonators mindestens angenähert Drehschwingungen um eine vir-, tuelle Schwingachse ausführt, und mit einem am Resonator angeordneten Klinken-Schaltrad-Gretriebe zur umwandlung von Schwingungsbewegungen
in gleichgerichtete Drehbewegungen aus. Der erfindungsgemässe
Resonanzmotor lässt sich dadurch kennzeichnen,
dass eine Antriebsklinke am Resonator mit einer Stossrichtung befestigt ist, die mindestens angenähert eine dem Kassensysten: zugeordnete
Gerade schneidet, deren Winkelbewegung bei einer Beschleunigung des gehaltenen Bndes des Schwingarms diesem gehaltenen Ende gegenüber gegen Null geht, und die nicht mit der
Schwingachse zusammenfällt.
Die Erfindung lässt sich insbesondere an einem Resonanzmotor
verwirklichen, bei dem das Massensystem im wesentlichen eine Mas-senverteilung im Raum aufweist, die nindestens zwei äussere
Schwerpunkte mit etwa gleichen Schwungni omen ten gegenüber der
Schwingachse bestimmt, und deren Gesamtschwermnkt etwa auf der
Schwingachse liegt. Eine besondere Ausbildungsform der Erfindung
besteht dann darin, dass der Schwingarm in an sich bekannter Weise
das Massensystem in der ilähe des einen ä'usseren Schwerpunkts hält
und sich etwa parallel zur Verbindungslinie zwischen den beiden ,äusseren Schwerpunkten erstreckt, und dass die Antriebsklinke mit
einer Stossrichtung etwa parallel zur Verbindungslinie zwischen den beiden äusseren Schwerpunkten angeordnet ist.
Bei einer anderen Ausbildungsform des Erfindungsgedankens weist das Massensystem des Resonanzinotors im wesentlichen
eine Massenverteilung im Raum auf, die mindestens zwei äussere Schwerpunkte mit ungleichen Schwungmomenten gegenüber der Schwingachse
definiert, und deren Gesamtschwerpunkt ausserhalb der Schwingachse aber in unerregtem Zustand des Resonators noch im
Bereich des Schwingarms liegt. Ausserdem soll erfindungsgemäss
bei dieser Ausführungsforni die Forderung erfüllt sein, dass der
Schwingarm das Massensystem in der Nahe des einen äusseren Schwerpunkts
hält und sich etwa parallel zur Verbindungslinie zwischen den beiden äusseren Schwerpunkten erstreckt, und dass die Antriebsklinke am Massensystem nit einer Stossrichtung in unerregtem Zustand des Resonators etwa senkrecht zum Schwingarm an einer
Stelle angeordnet ist, die bei Beschleunigung des gehaltenen Endes
des Schwingarms keine Beschleunigung senkrecht zum Schwingarm
diesem gegenüber erfährt.
Selbstverständlich liegt es· im Rahmen der Erfindung,
10 9" 1LI η 7 9 0
BAO ORIGINAL ... .
dass das Massensystem den Anker eines elektromechanischen Energiewandlers
aufweisen kann.
V/eitere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden mit Hilfe der beigefügten Zeichnungen durch Ausführungsbeispiele
näher erläutert. In den Zeichnungen stellen dar:
Fig. 1 die teilweise geschnittene Seitenansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemässen Resonanzmotors,
Fig. 2 die teilweise geschnittene Ansicht auf den Resonanzmotor
nach Fig. 1,
Fig. 3 die teilweise geschnittene Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemässen Resonanzmotors,
Fig. 4 die teilweise geschnittene Seitenansicht einer
dritten Ausführungsform des erfindungsgemässen Resonanzmotors,
Fig. 5 die teilweise geschnittene Seitenansicht einer
vierten Ausführungsform des erfindungsgemässen Resonanzmotors.
Fig. 6 die teilweise geschnittene Ansicht auf den Resonanzmotor nach Fig. 5,
die Fig. 7 und 8 Ansichten einer fünften Ausführungsform des erfindungsgemässen Resonanzmotors von zwei Seiten,
die Fig. 9 und 10 Schemaskizzen einer schwingenden Lamelle und eines Resonators, der im erfindungsgemässen Resonanzmotor
zur Anwendung kommt,
die Fig. 11 und 12 die schematischen Darstellungen des
Schwingarms eines Resonators nach Fig. 10 mit einer Auslenkung bei normaler Schwingungsbewegung und mit einer Auslenkung unter
äusserer Beschleunigung des gehaltenen Endes des Schwingarms und
Fig. 13 die schematische Darstellung eines Resonators,
der in einem erfindungsgemässen Resonanzmotor zur Anwendung kommen kann, und bei dem der Gesamtschwerpunkt des Massensystems
■ausserhalb der virtuellen Schwingachse liegt.
Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Resonanzmotor, der insbesondere zusammen mit einem synchronisierenden Gangordner
für elektrische Armbanduhren bestimmt ist. Er weist im wesentlichen einen elektromechanischen Energiewandler, einen Resonator
und ein Klinken-Schaltrad-Getriebe auf und ist auf einer Grund-
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BAD
platte 1 angeordnet.
Der Resonator weist zwei Gewichte 2 und 3 auf, die durch
einen steifen Arm 4 miteinander in Verbindung stehen. Das Gewicht
2 ist in dem Sinne aktiv, dass es aus einem Magneten mit zwei
zueinander und zur Grundplatte 1 parallelen Flächen und einer dazu senkrechten Dauermagnetisierung gebildet ist. Es lässt sich
parallel zur Grundplatte gegenüber einem Spalt 5 eines Elektromagneten 6 bewegen, der von zwei Spulen 7 und 8 aus erregt wird.
Das Gewicht 3 dient als Gegengewicht zum Magneten. Eine Aufhängung der Gewichte 2 und 3 und des steifen Arms 4 besteht im wesentlichen aus zwei zur Grundplatte 1 etwa parallel verlaufenden
Sehwingarmen 9 und TO, an denen verdünnte Bereiche 11 und 12 auf
Biegung elastisch sind. Die einen Enden der Schwingarme 9 und 10 sind an einem Pfosten 13 eingespannt, der seinerseits auf der
Grundplatte 1 der Uhr befestigt ist. Am steifen Arm 4 befindet sich ausserdem ein Stift 14. Am äusseren Ende des Stiftes 14 ist
eine sehr feine, federnde Lamelle 15 angeordnet, die einen K.linkenstein
16 trägt und sich im wesentlichen parallel zum steifen Arm 4 erstreckt. Die Lamelle 15 bildet zusammen mit dem Klinkenstein
16 eine Antriebsklinke, die ein Schaltrad 17 antreibt.
Dieses üchaltrad weist eine grosse Anzahl von Zähnen am Umfang auf.
Eine Halteklinke 18 richtet die Bewegung des Schaltrades 17 gleich und verhindert, dass sich dieses um einen viahn oder mehr rückwärts
dreht. Die Halteklinke 18 ist an einem Pfosten 19 befestigt. Der fiesonanzmotor arbeitet folgendermassen:
Unter der Einwirkung von Kräften an den freien Enden
der Schwingarme 9 und 10 deformieren sich die verdünnten, elastischen
Bereiche 11 und 12 etwa kreiszylindrisch. Die freien Enden
der beiden Schwingarme 9 und 10 bewegen sich dabei etwa auf Kreisbahnen,
solange der Aualenkungswinkel verhältnismassig klein ist.
Die Mittelpunkte der Kreisbahnen liegen auf einer virtuellen Schwingachse, deren Lage durch eine strichpunktierte Linie 20
angedeutet ist» Die Massen der Gewichte 2 und 3 und des steifen
Arms 4 sind so verteilt, dass der gemeinsame Massenschwerpunkt
im Bereich der Schwingachse 20 liegt und somit an der Schwingachse
'■ 109 8 H/0 79 0
bezüglich des Massensystems Gleichgewichtsbedingungen herrschen. Somit sind die normalen Schwingungsbewegungen des Massensystems
praktisch Rotationsbewegungen um die virtuelle Schwingachse 20.
Die Verformung der elastischen, verdünnten Bereiche 11
und 12 der Schwingarme ist jedoch bei Beschleunigung des Pfostens 13 und der gehaltenen Enden der Schwingarme anders als die unter
normalen Schwingungsbewegungen des Resonators. Bin Stoss auf den Pfosten 13 bzw. die gehaltenen Enden der beiden Schwingarme 9
und 10 senkrecht zu deren Hauptrichtung haben eine S-förmige Verformung der auf Biegung elastischen Bereiche 11 und 12 zur Folge,
da sich die Gewichte 2 und 3 sowie der steife Arm 4 gegenüber dem Pfosten und der Grundplatte 1 unter der Beschleunigung ohne Rotationsbewegung
parallel zu sich selbst verschieben. Einer S-förmigen Verformung setzen die elastischen, verdünnten Bereiche 11-
und 12 der beiden Schwingarme einen derart viel höheren Widerstand
als einer gleichgerichteten Biegung entgegen, dass die Parallelauslenkung des Massensystems unter Einwirkung von Stössen verhältnismässig
gering ist.
Nach Fig. 2 der Zeichnungen ist die lamelle 15 der Antriebsklinke
etwa parallel zu den elastischen, verdünnten Bereichen 11 und 12 ausgerichtet, d.h. senkrecht zur Richtung des geringsten
Widerstandes gegen Auslenkungen, die bei Beschleunigung der Grundplatte 1, des Pfostens 13 und der gehaltenen Enden der
Schwingarme 9 und 10 auftreten können. Deshalb ändert sich praktisch
bei einer Beschleunigung in der genannten Richtung des geringsten Widerstandes der Abstand zwischen der Halteklinke 18 und :
dem Klinkenstein 16 der Antriebsklinke nicht. Ein Stoss oder eine !
Beschleunigung parallel zur Lamelle 15 der Antriebsklinke erzeugt [
praktisch keine Massenverschiebung und Verformung, da die elasti- '
sehen, verdünnten Bereiche 11 und 12 in dieser Richtung sehr steif
sind. In dieser Richtung treten nur reine Zug- oder Druckkräfte auf. Allein eine Relativbewegung dej Klinkensteins 16 parallel '·
zur Lamelle 15 und zu den Schwingarmen 9 und 10 unter dem Binfluse
eines Stosses könnte einen Zählfehler am SohaLtrad 17 erzeugen.
Ein solcher Zählfehler tritt also beim erfindungsgemSsBen Reeo-
.1098 U/07 90
-■7 - 176335t
nanzrnotor nicht auf.
Die gewünschte Resonanzfrequenz lässt sich am ■ Gegengewicht
3 einstellen. Dieses'Gegengewicht ist um eine Achse 21 drehbar
angeordnet und weist eine Abflachung 23 auf, so dass der Schwerpunkt ausserhalb der Achse 21 liegt, ,bei einer Drehung des
Gegengewichts 3 wird also der Massenschwerpunkt längs des steifen Arms 4 verschoben. Eine Sicherungsschraube 22 halt das Gegengewicht 3 in seiner Lage. Durch eine Kassenverschiebung am Gegengewicht 3 wird zwar die Resonanzfrequenz eingestellt, das dynamische
Gleichgewicht des jxiassensystems gegenüber den Schwingarmen
jedoch nur unwesentlich beeinflusst.
Bei der Ausführungsform des Resonanzmotors nach Fig. 3
der Zeichnungen sind gegenüber dem Resonanzmotor nach den beiden Pig. 1 und 2 nur Funktion und Lage von Schwingarm und steifem Arm
vertauscht. Der Resonanzmotor nach Fig. 3 ist auf einer Grundplatte
25 aufgebaut und weist einen Resonator mit zwei Gewichten 26 und
27 auf, die über einen steifen Arm 28 miteinander in Verbindung
stehen. Der steife Arm gabelt sich in zwei Arme 29 und 30, die
eine zentrale Oeffnung umgreifen. Das Gewicht 26 ist ein Dauermagnet und lässt sich gegenüber einem Spalt 31 eines Elektromagnet.en 32 verschieben. Der Elektromagnet 32 weist zwei Spulen 33
auf, von denen nur eine in Fig. 3 der Zeichnungen sichtbar ist.
Das aus den Gewichten 26 und 27 sowie aus dem steifen Arm 28 bestehende Massensystem ist an einem Schwingarm 35 aufgehängt,
der einen auf Biegung elastischen, verdünnten Bereich 36
aufweist. Ein Pfosten 34, der auf der Platine 25 befestigt ist, hält den Schwingarm 35. Am steifen Arm 28 befindet sich ein Stift
37* an dessen ä'usserem Ende eine federnde Lamelle 38 befestigt
ist. Am vorderen Ende der Lamelle befindet sich ein Klinkenstein 39, der zusammen mit der Lamelle eine Antriebsklinke bildet. Die
Antriebsklinke treibt ein Schaltrad 40 an, dessen Bewegung durch
eine Halteklinke 41 gleichgerichtet wird. Die Halteklinke 41 ist über einen Pfosten 42 mit der Grundplatte 25 fest verbunden. Die
Punktion des Resonanzmotors nach Fig. 3 entspricht der Funktion
des Motors nach den Fig. 1 und 2.
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BAD ORIGINAL
Der Resonanzmotor nach Fig. 4 der Zeichnungen unterscheidet sich im wesentlichen von dem nach Fig. 3 nur dadurch, dass sich
der steife Arm im Mittelbereich nicht in zwei Arme gabelt. Gemäss der Darstellung in Fig. 4 ist der Resonanzmotor auf einer Grundplatte
45 auf gebaut. Der Resonator weist zwei Gewichte 46 und 47
auf, die miteinander über einen steifen Arm 48 in Verbindung stehen. Der mit der Bezugsziffer 49 gekennzeichnete Mittelteil des
steifen Arms 48 überragt weitere Bauelemente des Resonanzmotors. Das Gewicht 46 besteht aus einem Magneten, der sich gegenüber
einem Spalt 50 im sonst geschlossenen Joch eines Elektromagneten 51 bewegen lässt. Der Elektromagnet trägt zwei Spulen 52, von
denen nur die eine in Fig. 4 sichtbar ist.
Das aus den Gewichten 46 und 47 und dem steifen Arm 48 gebildete Massensystem ist in seinem Mittelbereich an einem
Schwingarm 53 aufgehängt, der einen auf Biegung elastischen, verdünnten Bereich 54 aufweist. Der Schwingarm 53 ist am einen Ende
an einem Pfosten 55 eingespannt und steht mit der Grundplatte 45 in fester Verbindung. Am Arm 48 befindet sich ein Stift 56, der
eine federnde Lamelle 57 trägt. Am äusseren Ende der Lamelle 57 befindet sich ein Klinkenstein 58, der zusammen mit der Lamelle
eine Antriebsklinke bildet. Diene Antriebsklinke ist etwa parallel zum Schwingarm 54 und zum steifen Arm 48 ausgerichtet. Die klinke
treibt bei normalen Schwingungsbewegungen des Resonators ein Schaltrad 59 an, dessen Bewegung durch eine Üalteklinke 60 gleichgerichtet
wird. Die üalteklinke steht über einen Pfosten 61 mit der Grundplatte 45 in fester Verbindung. Auch die Funktion des
Resonanzmotors nach Fig. 4 entspricht der Funktion des Motors
nach den Fig. 1 und 2.
Der · Resonanzmotor nach den Fig. 5 und 6 weist einen
elektrodynamischen Energiewandler auf und ist auf einer Grundplatte 65 aufgebaut. Zwei hufeisenförmige Dauermagneten 66 und 67
des elektrodynamischen Bnergiewandlers erzeugen zwei Magnetfelder,
die jeweils mit einem Kreis und den beiden Bezugsziffern 68 und angedeutet sind. Die Magnetfelder stehen etwa senkrecht zur Grundplatte
65 und sind einander entgegengerichtet.
1 0 9 8 U / Π 7 9 ü
Der hufeisenförmige Dauermagnet 66 setzt sich aus zwei
Magnetplatten mit einander entgegengesetzt gerichteten Polen und besonders hoher Magnetisierung und'aus einem U-förniigen tfeicheisen-Joch
zusammen. Ebenso weist der Dauermagnet 67 zwei Magnetplatten auf, von denen nur eine Magnetplatte 73 in Pig. 6 dargestellt ist.
Auch beim Dauermagneten 67 sind die beiden Magnetplatten durch
eine U-förmiges Joch 74 miteinander verbunden.
Zwischen den polaren Magnetplatten der beiden Dauermagneten 66 und 67 ist eine Spule 75 auf einem beweglichen Träger 78
angeordnet, der seinerseits zwischen zwei Befestigungsplatten 79
und 80 eingespannt ist. Schrauben 81 und 82 bilden zusammen mit elektrisch isolierenden Muttern die'Verbindung zwischen den Befestigungsplatten 79 und 80. Die elektrisch isolierenden Muttern
sind in entsprechende Senken in der unteren Befestigungsplatte 80
eingesetzt. In Fig. 5 der Zeichnungen erkennt man eine elektrisch
isolierende Mutter 82', die in die entsprechende Senke -82" eingesetzt
ist. Die Befestigungsplatten 79 und 80, die Schrauben 81
und 82 sowie die Muttern 82' und 81' bilden zusammen ein Gegengewicht
zur Spule 75 im gesamten Massensystem. TJeber den Träger 78
und die Befestigungsplatten 79 und 80 erfolgt die elektrische Stromzuleitung zur beweglichen Spule 75.
Die beiden Befestigungsplatten 79 und 80 werden ihrerseits
jeweils von einem auf Biegung elastischen Schwingarm gehalten.
Die beiden Schwingarme sind mit den Bezugsziffern 83 und 84 gekennzeichnet. Sie gehen an ihrem einen Ende in Befestigungslaschen
85 und 86 über, die ihrerseits elektrisch isoliert durch zwei" Schrauben 87 und 88 mit der Grundplatte 65 in Verbindung
stehen. Die obere Befestigungsplatte 79 trägt eine federnde Lamelle
89, an deren vorderem Ende ein Klinkenstein 90 angeordnet
ist. Die federnde Lamelle 89 bildet zusammen mit dem Klinkenstein
90 eine Antriebsklinke, die mindestens angenähert parallel zu den
Schwingarmen 83 und 84 ausgerichtet ist. Die Antriebsklinke greift
in die Zähne eines Schaltrades 91>
dessen Bewegung durch eine Halteklinke 93 gleichgerichtet wird. Die Halteklinke 93 3teht
über einen Pfosten 94 mit der Grundplatte 65 in fester Verbindung.
UAWM
Die Funktionsweise des Resonanzmotors nach den Fig. 5 und 6 entspricht
der Funktion der Motoren 1 bis 4 mit der einzigen Ausnahme, dass anstelle einer elektromagnetischen EnergieWandlung
bei der Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6 die Energie elektrodynamisch
gewandelt wird.
Bei der Ausführungsform des erfindungsgemassen Resonanzmotors
nach den Fig. 7 und 8 erfolgt die Umwandlung von elektrischer Energie in mechanische in einer elektrostriktiven Doppellamelle
aus piezoelektrischem Material. Diese Doppellamelle muss verhältnismässig lang ausgebildet sein, damit sie bei verhältnismässig
geringer elektrischer Spannung eine genügend grosse Bewegung ausführt.
Der Resonanzmotor nach den Fig. 7 und 8 ist auf einer Grundplatte 95 aufgebaut. Die Bezugsziffer 96 kennzeichnet die
elektrostriktive Doppellamelle aus piezoelektrischem Material. Das eine Ende der Doppellamelle ist in einer Halterung 97 eingespannt,
von der ein Fuss 98 durch zwei Schrauben 99 und 100 auf der Grundplatte
95 befestigt ist. Zwei .Leitungen 101 und 102 dienen der Zufuhr
elektrischer Energie zur Doppellamelle 96. Am freien Ende der Doppellamelle befindet sich ein Gewicht 103, dem über einen steifen
Arm 104 ein Gegengewicht 105 zugeordnet ist. Am Gegengewicht 105 ist eine federnde Lamelle 106 angeordnet, die an ihrem äusseren
Ende einen Klinkenstein 107 trägt. Die federnde Lamelle 106 bildet zusammen mit dem Klinkenstein 107 eine Antriebsklinke, die
in die Zähne eines Schaltrades 108eingreift. Bin Klinkenstein 109 bildet zusammen mit einer federnden Lamelle 110 eine Halteklinke,
die die Bewegung des Schaltrades 108 gleichrichtet. Die Halteklinke ist an einem Pfosten 111 auf dem Fuss 98 der Halterung 97
eingespannt. Mit einem nicht dargestellten Stellglied lässt sich der Auflagedruck der Halteklinke auf den Zähnen des Sohaltrades
108 einstellen.
Das Gewicht 103 weist eine Schraube 112 auf, dessen inneres
Ende gegen eine Klemmscheibe 113 drückt. Mit der Schraube
und der Klemmscheibe wird das Gewicht an der Doppellamelle 96 gehalten.
Das andere Ende der Doppellamelle 96 ist in der Halterung
J098U/0790
BAD OWÄM»!"0 ^8
97 mit Hilfe einer Schraube 114 eingespannt, deren inneres Ende
gegen eine Klemmscheibe 115 drückt. Beide iLleminscheiben 113 und
115 liegen an der selben Fläche der Doppellamelle 96 auf.
Der steife Arm 104 trägt einen Stossfanger 116, in dem
sich ein Langloch 117 befindet. In dieses Langloch ragt ein Zapfen
118, der auf der Grundplatte 95 befestigt ist.
Der erfindungsgemässe Resonanzmotor in der Ausführungsform
nach den Fig. 7 und 8 arbeitet folgendermassen:
Die Doppellamelle 96 dient als elektromechanischer Energiewandler
und gleichzeitig als Schwingarm des Resonators, dem die _
Gewichte 103 und 105 sowie der steife Arm 104 als wesentliche Be- ™
standteile des schwingenden Kassensystems zugeordnet sind. Die -normale Schwingungsbewegung ist eine Rotationsbewegung des Massensystems
um eine virtuelle Schwingachse, die in Fig. 7 durch die
strichpunktierte Linie 119 angedeutet ist. Bei normaler Schwingungsbewegung
fällt die Schwingachse 119 mit der Achse des Zapfens
118 zusammen. Die Breite des Langlochs 117 im Stossfanger 116 ist
in gewissem Masse grosser als der Durchmesser des Zapfens 118, so
dass bei normalen Schwingungsbewegungen der Zapfen die Innenwände des Langloehs 117 nicht berührt. Die federnde Lamelle 106 der Antriebsklinke
ist senkrecht zur Doppellamelle 96 ausgerichtet und zwar in einem genügend grossen Abstand von der Schwingachse 119, a
dass bei normaler Scliwingungsbewegung des Massensystems des Resonanzmotors
die Stossbewegung der Antriebsklinke am Sehaltrad 108
gross genug ist.
Bei einer Beschleunigung der Grundplatte 95 werden die
Gewichte 103 und 105 und mit diesen das gesamte, an der Doppellamelle
96 aufgehängte Massensystem gegenüber der Grundplatte 95
ausgelenkt und erfahren eine Rotationsbewegung, deren Rotationsachse bezogen auf die Grundplatte 95 in Fig. 8 der Zeichnungen
senkrecht zur Blattebene verläuft. Sowohl die Lamelle 106 als auch
die Doppellamelle 96 schneiden diese Rotationsachse im wesentlichen
senkrecht. Die Lamelle 106 wird also bei einer Beschleunigung der Grundplatte 95 in Stossrichtung der Antriebsklinke
gegenüber der Grundplatte praktisch nicht ausgelenkt. Wenn ein
• 1098U/079Ö BAD ^
— I it —
citoss oder eine andere Beschleunigung einen bestimmten tfert überschreitet,
treten möglicherweise Relativbewegungen höherer crclnung
zwischen dem Massensystem mit dem Gewicht 105 und der Grundplatte 95 auf. Mit dem btossfänger 116 und dem Zapfen 118 werden derartige
Relativbewegungen bei besonders grossen Beschleunigungen beschränkt. Die Auslenkung des Massensystems bei Stö'ssen wird nicht
nur beschränkt, um Zählfehler ein dem Klinken-Schaltrad-Getriebe
zu vermeiden, sondern vielmehr um eine Beschädigung der meist sehr empfindlichen Doppellame lie zu verhindern.
Bei den Ausführungsformen daß tfrfindungsgedankens *;e-
™ mass den Fig. 1- bis 6 garantieren folgende Merkmale eine Uneaipfindlichkeit
des Resonanzmotors gegenüber Stö'ssen:
a - da.s Kassensystem stellt im Gleichgewicht mit Bezug
auf die virtuelle Schwingachse,
b - der elastisch biegsame Bereich des Schwingarms des Resonators ist verhältnismässig kurz,
c - die Antriebsklinke des Klinken-Schaltrad-Getriebes
ist Eiit einer Stossrichtung etwa parallel zum Schwingarm des Resonators
ausgerichtet.
Bei der Ausführungsform des üirfindungsged-.ankens nach den
Fig. 7 und 8 steht das Massensystem ir.it Bezug auf die virtuelle . Schwingachse nicht im Gleichgewicht. Dafür aber steht die Lamelle
der Antriebsklinke in ihrer Sto-ssriehtung senkrecht auf einer
Rotationsachse, um die das Massensystem bei Beschleunigungen sich dreht. Ausserdem befindet sich der Ivlinkenstein 107 der Antriebsklinke und der Stosspunkt der Klinke am Schaltrad 108 sehr nahe
bei dieser Rotationsachse.
Bei den Ausführungsformen des erfindungsgemässen Resonanzmotors
nach den Fig, 1 bis 6 liegt die Rotationsachse, um die das Massensystem bei Beschleunigung eine Rotationsbeweioing ausführt,
im Unendlichen auf einer Ebene, in der auch der Schwingarm im unerregten Zustand des Resonators liegt. Deshalb muss auch die
Antriebsklinke etwa parallel zum jeweiligen Schwingarm ausgerichtet'
se-in.
Mit Hilfe der Fig. 9 bis 13 Irisr.t sich die Theorie des
109014/0790
BAOOR(GiNAL iM "' '
erfindungsgemässen Resonanzmütors ableiten,
Fall a - Flg. 9: .....
Eine punktförmige Masse m. schwingt an einem einseitig
eingespannten Schwingarm, der bei der .Sins pannsteile einen kurzen,
auf Biegung elastischen Bereich aufweist. Die Federkonstante in
diesem tiereich wird mit k bezeichnet (Drehmoment bezogen auf die
Einheit der Winkelverschiebung der Kasse). Die Masse führt dabei
sinusförmige Schwingungen mit einer Bewegung auf einem Kreisbogen um einen Mittelpunkt aus, der genau in der Mitte-des elastischen
Bereichs liegt. Der Abstand zwischen dem Massenschwerpunkt und dem
Mittelpunkt wird mit 1, bezeichnet. Die Jäigenschwingung.i^;. 1st·
gegeben durch ■ . .
2 = k / J = k / Dt1: \2 ■ . (1)
Dabei bedeutet J das Trägheitsmoment der Masse mit Bezug auf den
Mittelpunkt als Rotations ζ ent rum. ■ .-
Wenn die Mn spannst eile einer Beschleunigung a in Richtung nach unten unterliegt, wird die mittlere Stellung der?Masse "
mit'Bezug auf die üihspanns teile nach oben verlagert-. Die Längender Verlagerung wird mit. h bezeichnet! Sie beträgt:"
, hQ = mA2. a / k ' <2J
Führt man in die Formel 2 die Kreisfrequenz ein, so ergibt sich
für die Länge h V ' "
Aus Formel 3 lässt sich erkennen, dass eine feste Beziehung zwi-BAD ORIGINAL 1 0 Μ3Λ U Q^ 0
sehen der Eigenfrequenz eines resonanten Systems und der Verformung
besteht, die unter dem Einfluss einer Beschleunigung am resonanten
dystern auftritt. Die Funktion zwischen Verformung und Eigenfrequenz ist unabhängig von der Art der elastischen Aufhängung.
im folgenden wird die Amplitude der üchwingungsbewegung
der Masse m. mit A, die bei der ächwingungsbewegung abgegebene
Energie mit P und der Quälitätsfaktor des üystems unter Einschluss
des Klinken-Schaltrad-G-et riebe s mit Q bezeichnet. Der funktionelle
Zusajnmenhang zwischen diesen Grossen ist bekannt. (Horological
journal, March - July 1963, p. 81 - 233), und zwar:
2 P Q
A = '
A = '
»1
Andererseits soll bei richtiger Einstellung der Klinken gegenüber dem Schaltrad die Amplitude der Antriebsklinke gleich
" der Länge der Zähne auf dem Schaltrad sein. Die zulässige Abweichung
der Antriebsklinke von der mittleren Stellung ist auf die halbe Länge eines Zahns beschränkt. Daraus ergibt sich die Bedingung:
Wenn in die Formel 5 die Gleichungen 3 und 4 eingeführt
werden, ergibt sich:
(6)
v , PQ U) A
a ■<
a ■<
Die zulässige Beschleunigung an einer Stimmgabeluhr, bei
der der Gangordner aus zwei parallelen, gegeneinander schwingenden
Resonatoren nach Fig. 9 besteht, lässt sich beispielsweise folgendermassen
errechnen: &
P = 4,5 AA W, Q= 1640, w; =TF. 360 Hz, rr^ =0,565 gr.
Damit wird:
a<121 m/sec2 =12,4 g.
Dabei bedeutet g die Erdbeschleunigung.
Verschiedene Resonanzmotoren elektronischer Armbanduhren
weisen folgende Werte auf:
p = 4/WW, Q = 2 Tf, 300 Hz, m1 = 0,04 gr. ,
Damit wird:
2
m/sec = 13,7.g.
m/sec = 13,7.g.
Die angegebenen zulässigen Beschleunigungi-r. sind in der
Regel grosser als diejenigen, die üblicherweise am menschlichen Arm auftreten. Bei bestimmten Tätigkeiten liegen allerdings
Spitzenwerte der tatsächlichen Beschleunigungen erheblich über
den errechiie.ten, zulässigen Maximalbeschleunigungen. Aus der Formel
6 lässt sich entnehmen, dass man die zulässige Beschleunigung und damit in Uhren die Sicherheit für genaue Zeitanzeige erhöhen
kann, in dem man den Energieverbrauch und den Qualitätsfaktor
10 98U /0790
BADORfGINAL
oder die Zahlfrequenz erhöht oder die Masse des resonanten Schwingsystems
vermindert. Andere Bedingungen verhindern allerdings, dass die genannten Grossen wesentlich verändert werden können. Die Möglichkeiten
zur Erhöhung der Sicherheit der Zeitanzeige sind schon deshalb sehr gering, weil die verschiedenen bestimmenden Grossen
in Formel 6 unter einer Wurzel stehen.
U1ElI b - Fig. 10 bis 12 - Resonator mit auegedehnter Mas^eriver-
^ teilung in ausgewogenem Massensystem.
Die Fig. 10 stellt die vereinfachte Schemaskizze der Resonatoren in den Motoren gemäss den Pig. 1 bis 6 dar. Eine Masse
Jn1 steht im Gleichgewicht mit einer Masse rtu mit Be^ug auf einen
auf Biegung elastischen Bereich eines Schwingarms. Der Schwingarm
ist einseitig eingespannt und hält am anderen Ende das aus den beiden Massen bestehende Massensystem. Die Masse eines steifen
Arms, der die beiden Massen m, und nu verbindet, wird vernachlässigt. Gleichgewicht zwischen den beiden Massen liegt dann vor,
wenn folgende Bedingungen erfüllt sind:
1. Des Zentrum C des auf Biegung elastischen Bereichs
befindet sich auf der Geraden, die die Kassenschwerpunkte der
ψ beiden Massen m, und m? verbindet.
2. Der Abstand 1. zwischen dem Massenschwerpunkt der
Masse m. und dem Zentrum G und der Abstand 1O zwischen dem hassenschwerpunkt
der Masse m2 und dem Zentrum G des elastisch biegsamen
Bereichs müssen der Funktion genügen:
m1 1. = m2 12 (7)
Es herrscht also Gleichgewicht, wenn der Mar.senschwerpunkt des
gesamten, am Schwingarm aufgehängten Massensy^tenis auf der virtuellen
Schwingachse liegt, die durch den uuf Biegung clastisclien
Bereich des Schwingarm« und dessen Zentrum G gegeben ist.
Geraär.s der Darstellung in Fi^. 11 der Zrichnun ;en ver-
1 0 9 b 1 U ! (1 7 9 0
bad ommm im
formt sich die Lamelle, die den auf Biegung elastischen Bereich
des Schwingarms darstellt, bei normaler Schwingungsbewegung kreisförmig. Die resonajite KreisfrequenzU^. dieser Schwingungsbewegung
ist gegeben durch:
] = k / J = k/ (ml* .+m2i| ) (8)
(9)
Bei einer Beschleunigung der Einspannstelle senkrecht
zur eingespannten Lamelle/ die den auf Biegung elastischen Bereich
des Schwingarms darstellt, verformt sich die Lamelle in anderer Weise und zwar etwa gemäss der Darstellung in Fig. 12 der Zeichnungen.
Bei vollkommenem Gleichgewicht nimmt die Lamelle S-Form
an und die Tangenten an den Enden der Lamelle verlaufen zueinander parallel. Das frei aufgehängte Massensystem wird also gegenüber der Einspannstelle parallel zu sich selbst ausgelenkt und
zwar um folgenden Betrag:
h = (m. + mo) \\ a/12 k ^10^
al c. j
Zweckmässigerweise kommt der Auslenkungsbetrag als
Punktion der eigenen KreisfrequenzU>
zum Ausdruck, die der Beschleunigungsrichtung zugeordnet ist:
Eine Kreisfrequenz U^2 ist der Hichtung senkrecht zur
Ebene der Lamelle zugeordnet.
=3,464 - /+ (12)
10 9 8 U / 0 7 9 0
BADOBIÖINAt
Damit ist mit r der Drehradius bezeichnet, der bestimmt ist durch:
τ2 σ = J /m = J / U1 + mo)
g 1 d.
M bezeichnet die gesamte Masse des am Schwingarm frei aufgehängten,
schwingenden Massensystem.
Wenn eine Antriebsklinke an der auf Biegung elastischen Lamelle angeordnet und senkrecht zur Lamelle ausgerichtet ist,
wird sie sowohl durch die normalen, resonahten Schwingungsbewegungen als auch bei Beschleunigung der Einspannsteile dieser gegenüber
in Stossrichtung ausgelenkt. .Bei einer S-förmigen Verformung der Lamelle des Schwingarms sind die elastischen Gegenkräfte
in der Lamelle allerdings weit grosser als bei der normalen, kreisbogenfö'rmigen
Verformung. Die Auslenkung der Antriebsklinke in Stossrichtung ist also unter dem Einfluss von Beschleunigungen
verhältnismässig gering und die zulässige Maximalbeschleunigung höher als im Fall a. Die Amplitude lässt sich für den Ji'all b nach
der folgenden Jj'ormel errechnen, die die Gleichung 4 ersetzt*
A =
r
g
g
Dabei bedeutet r den Abstand zwischen der Antriebsklinke und der
virtuellen Schwingachse. In Fig. 10 deutet ein Punkt P die Lage der Antriebsklinke an. Wenn man die Gleichungen 41 und 11 in die
Formel 5 einsetzt, ergibt sich:
(14) <
r
C |
ω | Λ | / PQ | 0 |
r
g |
ω | 2 I | ||
093 | U/079 | |||
BAD | ORIGINAL | |||
17633E1
Die z\ilässige Mäxinialbeschleunigung kann also erheblich
erhöht werden, wenn manlt> d>>
^ werden lässt. Im Fall b wird: lO - U^p ist bestimmt durch die Gleichung 12. Daraus folgt:
"»"r
(15)
■■■"Wenn, die auf Biegung elastische Lamelle des Schwingarms
gegenüber dem Drehradius des Schwingarms kurz ist, kann man eine
ganz wesentliche Erhöhung der maximal zulässigen Beschleunigung
erzielen. Dies zeigt das folgende Rechenbeispiel:
p = 4/iW, Q = 200, cu = /T. 300, m = 2In1 = 0,08 gr.
r = 4,5 mm» 1-z = 1 »S Inm» r - 1,8 mm
g j c
a <C 2910 m/sec^ = 295 g
Die Unempfindlichkeit gegen Beschleunigungen an der SInspannstelle
lässt sich also im zuletzt beschriebenen Fall gegenüber
dem Fall a um den Faktor 24 verbessern.
Bei den ersten vier beschriebenen Ausführungsformen des
erfindungsgemässen Resonanzmotors ist die Antriebsklinke parallel zum Schwingarm bzw. zu dessen auf Biegung elastischen Bereich ausgerichtet.
Demgemäss folgt aus einer Beschleunigung an der Einspannstelle des Schwingarms senkrecht zu diesem keine Phasenverschiebung
der Antriebsklinke gegenüber der Halteklinke und dem
Schaltrad, sondern lediglich eine gewisse Veränderung des Drucks der Antriebsklinke auf den Zahnflanken des Schaltrades. Lediglich
eine Beschleunigung in Stossrichtung der Antriebsklinke könnte theoretisch eine Auslenkung der Antriebsklinke in Stossrichtung
gegenüber der Einspannstelle hervorrufen. Die eigene kreisfrequenz
U) ,, die einer entsprechenden Verformung zugeordnet ist,
10801h/0 790
BAD
i'J 3 /U^1 = 3,464 rg / e
Dabei ist e die Dicke der auf Biegung elastischen Lamelle des Schwingarms. Da U->
, = U) ., ist die maximal zulässige Beschleunigung
unter Berücksichtigung der Formel 14 gegeben durch:
■ (16)
e2 \l 2 m
Wenn beispielsweise r = 4,5 mm, e = 0,1 mm, beträgt der Faktor, mit dem die Wurzel multipliziert werden muss, 7800. Dieser
Faktor ist so gross, dass ein Stoss auf die Einspannstelle parallel
zur Stossrichtung der Antriebsklinke jjraktisch keinerlei Einfluss
auf die Auslenkung dieser Antriebsklinke ausübt. Ein solcher dtoss kann also zu keinem Zählfehler führen.
Fall c - Fig. 13 - Resonator mit imausgewogener Massenverteilung
im frei aufgehängten Massensystem.
Die Fig. 13 stellt in stark übertriebener Form die Lage
eines Massensystems mit flächig verteilten Massen, eines lamellenfÖrmigen,
auf Biegung elastischen Schwingarms, der an seinem Ende das Massensystem hält, und einer Einspannstelle am anderen Ende
des dchwingarms im Zustand einer Beschleunigung an der Einspannstelle
in Richtung nach oben dar. Die Auslenkung des freien Endes des Schwingarms beträgt:
2
h = m 3 U7J
h = m 3 U7J
109814/0790 BAD
Dabei ist E der Elastizitätsmodul des Schwingarms und J das Tragheitsoioment
des Schwingarm-Querschnitts als konstante Grosse.
Die Rotationsbewegung der freien Enden-des Schwingarms
beträgt!
Y*
m a 1~
EJ (1/2 - 1 ) (18)
Die Auslenkung eines Punktes P gegenüber der Trägheit-Hauptachse, in der sich der Schwingarm in unerregtem Zustand des
Resonators befindet, beträgt:
hP = h " 1P ' Ϊ (19)
Es besteht bei zweidimensionaler Betrachtungsweise·ein
Punkt N, der mit Bezug auf die Einspannstelle unter dem Einfluss
einer Beschleunigung seine lage nicht ändert. Sein Abstand vom freien Ende des Schwingarms ist gegeben durch die Bedingung h =
0 und lässt sich errechnen nach den Formeln:
(20) ■ (21)
I | h | 2 | 13 | - 3 | g |
'n | ~7~ | 3 | 13 | -6 | |
η | |||||
Der Punkt N repräsentiert in Fig. 13 bei dreidimensionaler
Betrachtungsweise eine Rotationsachse. Bei der Ausführungsform de3 erfindungsgemässen Resonanzmotors nach den Fig. 7 und 8 ist
(- .d Antriebsklinke senkrecht auf eine derartige Rotationsachse
ausgerichtet. Sie erfährt in Stossrichtung keine Auslenkung, wenn die'Einspannstelle des Schwingarms senkrecht zum Schwingarm beschleunigt
wird.
Die Gleichgewichtsbedingung lässt sich ausdrücken durch:
1098U/0790
1 = 1, / 2. Daraus folgt: 1 = o° . rt'enn also das frei aufgehängte
g 5 η oo
Massensystem gegenüber der virtuellen Schwingachse im Gleichgewicht
steht, befindet sich die Rotationsachse im Unendlichen. Dieser Fall ist bei den Ausfiihrungsformen des erfindungsgemäasen
Resonanzmotors nach den Fig. 1 bis 6 gegeben.
Man kann durch konstruktive Massnahmen die Rotationsachse,
die in Fig. 10 mit IT angedeutet ist, an eine Stelle verlegen,
an der die normale Schwingungsbewegung eine für das Klinken-Schaltrad-Getriebe
genügend grosse Amplitude aufweist. Wenn beispielsweise die Rotationsachse (N) die Einspannstelle schneiden
soll, wird 1 = 1, und 1 = 1, / 3.
.109814/0790
bad omemm^
Claims (14)
1. Resonanziao tor mit einem Resonator, der mindestens
einen auf Biegung elastischen, einseitig gehaltenen Schwingarm
und ein am freien Ende des Schwingarms gehaltenes Massensystem
aufweist, das in erregtem Zustand des Resonators mindestens angenähert Drehschwingungen ma eine virtuelle Schwingachse ausführt,
und mit einem am Resonator angeordneten Klinken-Schaltrad-Getriebe
zur Umwandlung von Sciiwingungsbewegungen in gleichgerichtete Drehbewegungen,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebsklinke (15, m
16; 38, 59} 57, 58; 89f 90; 106, 107) am Resonator mit einer Stossrichtung
befestigt ist, die mindestens angenähert eine dem Massensystem
(2, 3, 4; 26, 27, 28; 46, 47, 48? 75 ♦ 82; 103, 104, 105)
zugeordnete Gerade schneidet, deren Winkelbewegung bei einer Beschleunigung
des gehaltenen Endes (13; 34; 55» 85, 86; 97) des
Schwingarmsdr, 12; 35, 36; 53, 54; 83, 84; 96) diesem gehaltenen
finde gegenüber gegen KuIl geht, und die nicht mit der Schwingachse
zusammenfällt.
2. Motor nach Anspruch 1, bei dem das Massensystem im
wesentlichen eine Massenverteilung im Raum aufweist, die mindestens zwei aussere Schwerpunkte mit etwa gleichen Schwungmomenten
gegenüber der Schwingachse bestimmt und deren Gesamtschwer- λ
punkt etwa auf der Schwingachse liegt, dadurch gekennzeichnet,
dass der Schwingarm (11, 12; 35, 36; 53, 54; 83, 84) in an sich
bekannter Weise das Massensystem in der Uähe des einen äusseren
Schwerpunkts 13; 27; 47ί 79, 80) hält und sich etwa parallel zur
Verbindungslinie zwischen den beiden äusseren Schwerpunkten erstreckt,
und dass die Antriebsklinke (15; 38; 89) mit einer Stossrichtung
etwa parallel zur Verbindungslinie zwischen den beiden äusseren Schwerpunkten angeordnet ist (ü'ig. 1 bis 6J.
3· Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
das Massensystem im wesentlichen eine Massenverteilung im Raum
aufweist, die mindestens zwei äussere Schwerpunkte mit ungleichen
Schwingmomenten gegenüber der Schwingachse definiert, und deren
Gesamtschwerpunkt ausserhalb der Schwingachse aber in unerregtem
1 0 9 β U / 0 7 9 0
17633E1
Zustand des itesonators noch im Bereich deu Schwixignras liegt, dase
der Sch.wingM.rrii (fj6) das Kaosenüystem in der Nähe de.s eir.ct) f'uaaeren
üchwüi-yiinkts (103) hält und sich etv/a iarallel aur Verlänäunrsliciie
zwischen den beiden "usseren .Schwerpunkten erstreckt, lind
dass die Ar triebsklinke (106) am Ma^eensysteirj mit einer Stor-'S-richtung
in unerregtem Zustand det> ÄeGonttors etwM senkrecht zum
Schwing am (96) an einer Stelle (1Γ-5) angeordnet ist, 'die bei Bep-chleunigung
den gehaltenen Endes des Schwingerms keine Besohleu- nigung
senkrecht zum Schviingnrm diesem gegenüber erfahrt (Fig. Ί
und 8),
4. Hotor nach einen; der Aussprüche 1 bis ~, d!-dui'cl·· -"ekennzeichnet,
dass das Maasensystem den Anker (2; 26; 46; 75)
eines elektromechanischen Jtänörgiewaridlers aufweist.
5. Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, d^ss
der Anker ein Dauermagnet ist, der mit einem iülektroniagneten (6,
7, 8; 32, 33; 51, 52) als Ständer des elektromechanischen Energiewandlers
zusammenwirkt (Fig. 1 bis 4).
6. Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker eine Spule (75) ist, die mit mindestens einem Magneten
(66, 67) als Ständer des elektromechanischen Energiewandlers zusammenwirkt (Fig. 5 und 6).
7· Motor nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch φ-"'"
kennzeichnet, dass der Anker des elektromechanischen Energiewandlers
im wesentlichen einen aus «ere η Schwerpunkt des I-iasper;-systems
definiert und über einen steifen Arm (4> 23; 48; 78) mit
einem einen zweiten 'iusseren Schwerpunkt des Massensystems definierenden
Gegengewicht (3; 27; 47; 79, 80) verbunden ist, und dass
auf der Seite des G-egengewichts die Antriebsklinke am Massensystem
angeordnet ist (Fig. 1 bis 6).
8. Motor nach Anspruch 7, dadurch gekennseiclmet, dass
der steife Arm und der Schwingarm gemeinsam in unerregtem Zustand des Resonators eine H-iuptebene bestimmen und einstückig miteinander
in Verbindung stehen (Fig. 1 bis 6).
9. Motor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
1098U/0790.
6AD ORIGINAL
dass der Schwingarm, zwei Teile (11, 12; 83, 84) aufweist, zwischen
denen der steife Arm (4J 73) liegt (ü'ig. 1, 2 und. 5>
6).
10* Motor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
dass der steife Arm zwei !'eile (29, 30) aufweist, zwischen denen
• der Schwingarm (3ö) liegt (51Ig. 3)·
11. Motor nach-Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
dass der steife Arm (48) in seinem. Mittelteil einen Raum freilässt,
den.die Verbindungslinie zwischen den beiden ausseren hassenschwerpunkten
kreuzt, und dass in diesem freien Raum der Schwingarm (54) Λ
angeordnet ist (ü'ig. 4)· . . ."
12. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet,
dass das Massensystem im.wesentlichen einen steifen
Arm 1104) aufweist, an dessen beiden iinden je ein einen äuoseren
Schwerpunkt bestimmendes Gewicht (.103, 105) angeordnet sind, dass
ausaerdem der..Schwingarm'.aus. einer elektrostriktiven Doppellamelle
Cj)6; als eiektromechaiii scher Energie wandler gebildet ist und in
der Nähe des einen Gewichts das i-iasserisystem hält, und dass die
Antriebskiinke am anderen der beiden (iewichte angeordnet ist (i'ig.
7 und 3). . ■' .. . ;,.■■.
13· i-iotor nach einem der Ansprüche 7 bis 1.2, dadurch gekennzeichnet,
dass ein ü-ewicht (3J 23; 112) im Massensystem ver- μ
schiebbar angeordnet ist, so dass die Schwerpunktslage und die
Resonanzfrequenz veränderbar ist (Fig. 1 bis 8). ·.
14. Motor nach'Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass am Schwingarm im Bereich der Schwingachse eine
Stoßsicherung (116, 117) angreift, die bei Beschleunigung des gehaltenen
Endes des Schwingarms dessen Auslenkung beschränkt; (Fig.
7 und 8). ....
^c.i?. 70.HT. ■·-■■■: ;-. -:
BAD ORIGINAL
Leerseite
ORIGINAL INSPECTED
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
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CH681067A CH564226A (de) | 1967-05-12 | 1967-05-12 |
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Publication Number | Publication Date |
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DE1763351B2 DE1763351B2 (de) | 1972-11-23 |
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CH681067A4 (de) | 1969-06-30 |
CH564226A (de) | 1975-07-15 |
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NL6806768A (de) | 1968-11-13 |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |